​​Наверное, вам уже попадался термин «солнечная теплица». Похоже на «масло масляное», не так ли? Вроде бы, любая теплица использует естественное освещение, а значит, они все по определению - «солнечные». Однако есть один принципиальный момент, для чего как раз и вводится такое прилагательное, чтобы подчеркнуть некую особенность. Дело в том, что для «солнечных» теплиц важен не только солнечный свет, используемый растениями для процесса фотосинтеза. Солнце является для них еще и основным источником ТЕПЛА, которое дополнительно запасется для поддержания внутри нужных температур в холодный период года. В обычных обогреваемых теплицах такая возможность отсутствует - в разгар лета, когда тепла накапливается выше меры, его просто выводят наружу. А когда становится холодно, тепло получают за счет внешних источников. 

Иначе говоря, есть теплицы, где применяется дополнительное отопление с помощью электричества или ископаемого топлива. И есть теплицы с НУЛЕВЫМ потреблением энергоресурсов, для отопления которых используется такой возобновляемый источник тепла, как энергия нашего светила. То есть, никаких искусственных источников обогрева – только то, что мы получаем прямо от самой природы. Вот это и есть основополагающий принцип, определяемый сейчас целое инновационное направление в сфере создания систем закрытого грунта. Впрочем, солнце здесь, конечно же, не единственный источник тепла (хотя и самый важный). Главное, чтобы источник этот был натуральным (берите хоть перепревший навоз или растительную массу). 

Как отмечают пропагандисты данного пути (а сейчас это становится модно, прежде всего – в США), для создания условий круглогодичного выращивания растений вам понадобятся только энергия солнца, натуральные материалы и специальный энергоэффективный дизайн. 

Полагаю, слово «дизайн» покажется кому-то тут красным словцом. На самом же деле именно правильный дизайн определяет возможность решения поставленной задачи. К сожалению, у нас этот термин трактуется слишком узко. Для кого-то «дизайн» ассоциируется с реализацией эстетических запросов. То есть это некий способ сделать что-то «красивым», радующим глаз. На самом же деле речь идет о проектировании сложно функционирующей системы, в которой учтен целый ряд чисто научных вопросов – от теплофизики до микробиологии. 

Считается, что гелио-теплица (будем использовать этот термин) может применяться практически в любой климатической зоне. Разумеется, чем холоднее, тем сложнее будет поставленная перед проектировщиком задача. Однако везде будут воплощаться одни и те же принципы. 

пермакультура1.jpg 

Первое и самое главное – гелио-теплица должна быть обращена главной стороной на юг, то есть к солнцу. Солнце, как было сказано, - это не только источник света, необходимого для роста растений, но и источник тепла. С северной части сооружение тщательно изолируется. Восточные и западные стенки в некоторых случаях также изолируются (поскольку за ночь они тепла теряют больше, чем получают за день). Таким образом, вся конструкция напоминает огромный солнечный коллектор. Серьезное значение придается изоляция «пятой» плоскости – полу, поскольку зимой сюда запросто может проникнуть холод. Чтобы этого не произошло, гелио-теплица изолируется в нижней части по всему периметру. 

Еще один принципиальный момент, на который не обращают внимания проектировщики обычных обогреваемых теплиц. Пол гелио-теплицы является своего рода радиатором отопления, который выравнивает перепады температур в течение суток и обогревает теплицу в зимний период за счет тепла, накопленного землей. Именно эта масса земли выступает в роли огромного теплового аккумулятора: в течение лета она поглощает энергию, отдавая ее зимой. И чем внушительнее, чем объемнее эта масса, тем лучше. Главное, чтобы поглощаемое тепло не вырывалось наружу (вот почему так важна тщательная изоляция). Нередко термическую массу усиливают за счет засыпки всего основания толстым слоем гравия или размещают вдоль задней стенки бетонные блоки и камни. Еще лучше использовать для этих целей воду, помещая ее в объемные баки, выкрашенные снаружи в темный цвет. Как утверждают американские специалисты, такой технически несложный прием позволяет поддерживать в зимнее время температуру внутри теплицы в диапазоне от пяти до пятнадцати градусов Цельсия (40-60 F). Этого достаточно, чтобы выращивать различные виды субтропических плодовых культур (лимоны, мандарины, инжир и даже некоторые сорта авокадо). 

Интересен и такой вариант, предложенный одним американским разработчиком. Он рекомендовал подвешивать к самому потолку теплицы прозрачные пластиковые емкости с водой. Как мы знаем, в летнее время раскаленный воздух как раз скапливается вверху. Ближе к утру содержащаяся в нем влага конденсируется, выпадая теплым «дождем». Емкости с водой (похожие на ряд больших сосулек) поглощают это тепло, благодаря чему снижается перепад дневных и ночных температур. Соответственно, конденсата выпадает гораздо меньше. В зимнее время эти водяные «сосульки» создают своего рода тепловой барьер между внутренним пространством и наружным. Решение простое, но весьма эффективное. Для максимального эффекта разработчик советует размешать такие емкости погуще, целыми рядами. 

В более продвинутых вариантах гелио-теплиц используются вентиляторы, которые в летнее время «загоняют» излишне горячий воздух прямо под основание. Такие вентиляторы могут работать за счет солнечных панелей. Это позволит вам избежать зависимости от внешних сетей. Можно также дополнительно подогревать воздух с помощью специальных солнечных коллекторов (как правило, в таких конструкциях, выпускающихся теперь серийно, солнечная панель уже встроена в систему). Как мы понимаем, вентиляторы дают двойной эффект – охлаждают теплицу в летнее время, когда имеется избыток тепла, и способствуют максимальному накоплению энергии в толще грунта. 

Я понимаю, что сейчас многие из нас вспомнили биовегетарий Александра Иванова, где использовались те же принципы. Это правда, но есть еще один очень важный момент, который характеризует именно современные гелио-теплицы. Надо сказать, что детище Иванова во многом отражало настроения индустриальной эпохи. Его биовегетарий проектировался как своего рода «машина» для выращивания овощей. Такой взгляд соответствовал духу того времени (начало 1960-х годов). Но в наши дни отношение к технике несколько поменялось. Принцип нулевого потребления энергоресурсов, апелляция к натуральным материалам и возобновляемым источникам энергии отражают новые приоритеты, когда человек стремится преодолеть дистанцию между искусственным и естественным. 

В этом смысле современные гелио-теплицы (в свете указанных «зеленых» трендов) мыслятся не как машины по производству продуктов питания, а как локальные экосистемы, внутри которых жизнь организована по тем же принципам, что и в естественной среде (так называемые природоподобные технологии). Не удивительно, что увлечение подобными конструкциями перекликается с такими модными ныне течениями, как органическое земледелие и пермакультурный функциональный дизайн. Во всяком случае, энтузиасты этого дела стараются применить принципы пермакультуры к функциональному наполнению своих гелио-теплиц. 

Дело в том, что создание круглогодичной теплицы с нулевым потреблением энергоресурсов неизбежно приводит вас как раз к тем решениям, которые уже были опробованы в пермакультурном хозяйстве. Например, один американский энтузиаст из штата Монтана – Джон Хемигаус – тридцать лет назад создал для себя «маленький Эдем», где он выращивал инжир, груши, хурму и нектарины, не используя никаких специальных приспособлений для обогрева. Температурный режим теплицы был приближен к условиям штата Техас. Термоаккумуляция обеспечивалась за счет бетонных стенок толщиной более 15 сантиметров (шесть дюймов). При этом внутреннее пространство теплицы представляло собой замкнутую экосистему. Никакой «химии» для борьбы с вредителями не использовалось. Так, уровень вредных насекомых контролировали маленькие древесные лягушки, специально запущенные внутрь. Баланс почвы поддерживался за счет естественных жизненных циклов растений, грибов и микроорганизмов, благодаря чему не было никакой необходимости прибегать к химическим подкормкам. В настоящее время этот опыт тиражируется уже на коммерческой основе. Среди американских домовладельцев, как выясняется, находится немало желающих организовать на своем заднем дворике точно такой же «маленький Эдем», хотя бы площадью в «полсотки». 

Еще более впечатляющий пример демонстрирует нам Джером Осентовский – директор и основатель Центрального института пермакультуры Скалистых гор (штат Колорадо). На крутом склоне горы, на высоте 2 тысячи метров, он построил для себя энергопассивное жилье и пять круглогодичных гелио-теплиц, обогреваемых с помощью «климатических батарей» - грунта и камней, через которые в течение дня принудительно циркулирует теплый воздух. Осентовский наглядно показал, что такая система позволяет круглогодично поддерживать внутри условия средиземноморья и тропиков. В своих теплицах он регулярно снимает обильные урожаи инжира, бананов, папайи, авокадо и гуавы. Помимо этого, он выступает консультантом по вопросам пермакультурного дизайна, а своими разработками в области строительства гелио-теплиц делится в изданных им книгах. 

Затронуло ли это веяние нашу страну? Да, некоторые «ростки» данного направления появились и у нас. Причем, в некоторых случаях – совершенно независимо от стороннего влияния. Как я уже писал, наши специалисты из Института теплофизики СО РАН предложили использовать круглогодичные гелио-теплицы жителям Ольхона – дабы эффективно (и с пользой) утилизировать органику, выращивая на ней овощи. Подобные идеи, собственно, носятся в воздухе. И тот факт, что они начинают овладевать умами энтузиастов во многих странах мира, говорит о том, что мы находимся на пороге нового уклада. 

Олег Носков 

Источники

Пермакультура в закрытом грунте
Академгородок (academcity.org), 13/08/2020

Похожие новости

  • 10/08/2020

    Теплофизики создадут базу данных по экологичному органоводоугольному топливу

    ​Масштабное фундаментальное исследованиее будут вести специалисты десяти ведущих российских научных центров во главе с учеными Института теплофизики СО РАН. Участники научного консорциума объединят результаты своих исследований в области горения и детонации топлив.
    402
  • 22/12/2015

    Новосибирские ученые разработали новый вид биотоплива

    ​Специалисты Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ ) СО РАН получили грант на XII общероссийском конкурсе "Энергия молодости", учрежденном для поддержки новаторских идей в сфере энергетики.
    2465
  • 09/04/2019

    Переработку мусора обсудили на Международном форуме «Городские технологии — 2019»

    ​Вопрос с переработкой мусора в России в целом и в Новосибирске в частности сегодня стоит остро. На IV Международном форуме «Городские технологии — 2019» научные институты и производственные компании предложили свои решения этой проблемы.
    884
  • 20/06/2017

    С мечтой об экологическом земледелии

    ​Пожалуй, тема экологического земледелия тесно сплетается с темой экологического домостроения. Причина понятна: и в том, и в другом случае речь идет, фактически, об особом образе жизни, направленном на максимальную гармонизацию с природой.
    1763
  • 24/08/2018

    Дмитрий Маркович: наш проект нацелен на обеспечение лидерства в области аэрокосмических технологий

     Междисциплинарный исследовательский комплекс аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики, который инициирован в рамках проекта «Академгородок 2.0» несколькими ведущими академическими институтами Новосибирского научного центра СО РАН, поможет специалистам решать научные проблемы, связанные со всеми стихиями: воздухом, огнем, землей и водой.
    1822
  • 19/09/2018

    Новосибирские физики получили грант на исследование «редких земель»

    Молодые ученые из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН изучают свойства расплавов редкоземельных металлов. Эта группа химических элементов используется в инновационных направлениях производства: металлургии, атомной энергетике, медицине, химической и стекольной промышленности и других областях.
    619
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1694
  • 04/09/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).
    1083
  • 30/10/2018

    «Старатели» придут на помощь Байкалу

    ​Пару лет назад новосибирские специалисты в области экологического домостроения предложили для Новосибирска необычный проект. Суть проекта заключалась в следующем: прямо в центре города выделяется место для естественной переработки пищевых отходов, поступающих из близлежащих кафе и столовых.
    546
  • 02/03/2018

    Как сделать земледелие эффективным?

    ​Выращивание растений в закрытом грунте становится серьезным и далеко идущим трендом. Если в течение последующих десятилетий данное направление будет развиваться в той же прогрессии, то не за горами тот день, когда появятся сады и виноградники "под куполом".
    818